高烈度地震區(qū)高等級公路路線方案的思考

梁 棟

(中國華西工程設計建設有限公司，湖南 長沙 410000)

尋甸縣易隆至白石巖公路工程項目地處云南省東南部，總體呈南北走向，起于易隆，經星河溫泉小鎮(zhèn)、鐘靈山國家級森林公園、鳳龍灣水庫旅游景區(qū)、云南影視產業(yè)實驗區(qū)天湖島基地，止于白石巖。項目起點處接國家高速公路網G60滬昆高速易隆立交，蒲草塘處接國家高速公路網G85渝昆高速蒲草塘立交，與規(guī)劃中的金七一級公路、倘甸-甸沙-尋甸-河口-白石巖高速公路相銜接，南北縱向連接了兩條國家高速公路，串聯尋甸縣“三橫五縱”公路網的“兩橫”，連通尋甸東部旅游發(fā)展軸的重要節(jié)點，并能快速連接昆明主城區(qū)和昆明長水國際機場，該項目將填補該區(qū)域縱向高等級公路空白的現狀及規(guī)劃縱向路網空白的缺陷，是區(qū)域干線路網重要組成部分。

尋甸縣易隆至白石巖公路起點至蒲草塘段(K0+000～K54+600)采用四車道一級公路標準建設，設計速度80 km/h，路基寬24.5 m；蒲草塘至止點段(K54+600～K71+864.123)采用兩車道二級公路標準建設，設計速度60 km/h，路基寬12 m；尋甸縣城聯絡線(LK0+000～LK7+563.186)采用四車道一級公路標準建設，設計速度80 km/h，路基寬24.5 m。

項目所經區(qū)域地形地貌極為復雜，屬高烈度地震區(qū)，由于控制點間的相對高差大，須反復傍山展線，不可避免出現高墩橋、隧道等控制性構造物，總體指標與沿線控制性構造物規(guī)模之間取舍是矛盾集中體現，選取了較為典型的K29～K42路段，從工程規(guī)模、環(huán)境保護及工程造價上進行分析論證，得到最優(yōu)方案。

1 典型路段基本情況

尋甸縣易隆至白石巖公路K29～K42路段所經區(qū)域為溶蝕侵蝕地貌，多為巖溶低中山、溶丘洼地、峰叢洼地亞區(qū)，路線所經區(qū)域地震加速度0.3 g，對應地震烈度為Ⅷ度；本路段路線方案限制較多，高烈度地震區(qū)橋梁墩高過大存在一定的工程風險，需綜合考慮橋梁墩高、隧道規(guī)模及其他因素等對工程可行性及風險性的影響，本路段先對區(qū)域走廊帶進行分析比選，并針對跨越牛欄江段落提出兩個局部方案分析比選。

2 路線走廊帶的比選

2.1 K線走廊帶方案

K線起于發(fā)達小村，起點樁號K29+300，經瓦窯松棵、糯基、老荒地，在白沙坡跨越牛欄江，新建隧道穿越象鼻嶺，在良子處跨越深切河谷，終于黃蘿卜陷塘，終點樁號K42+428，路線全長13.128 km。

2.2 A線走廊帶方案

A線起于發(fā)達小村，起點樁號AK29+300(對應正線K29+300)，經阿那發(fā)，在大河口跨越牛欄江、舊營村跨越深切河谷，經良子，于黃蘿卜陷塘與正線相接，終點樁號AK41+414(對應正線樁號K42+428)，路線全長12.114 km。

2.3 走廊帶方案建設規(guī)模

表1 K線、A線主要工程規(guī)模表

2.4 走廊帶方案分析比選

(1)建設條件對比分析：兩方案都屬重丘地貌，低山與溝谷相間路段多高填深挖，溝谷與溪溝部位，工程地質條件復雜，多采用高架橋跨越，山嶺部位多為隧道通過，路段大橋、隧道較多，地面高程變化一般1 800～2 200 m，地形切割強烈；A方案局部路段從河谷、菁溝分布較多農田，不良地質路段較多；從地形、地質條件比較，K線較優(yōu)。

(2)平縱面指標對比分析：K線線性組合均衡，A線開始利用較低洼的走廊帶布線，減少跨越牛欄江橋梁高度，因此沿山體展線，平面指標略差；兩方案的縱面沒有大的區(qū)別；從平面和縱面技術指標比較，K線較A線具有一定的優(yōu)勢。

(3)環(huán)境保護對比分析：兩方案沿線跨越牛欄江位置均采用高架橋形式通過，沿線設置隧道穿越山體，條件相當，而A線方案沿線兩次跨越低洼溝谷，溝谷下農田分布，分布有較多民居，施工期間的污染難控制，對耕地及沿線居民造成較大影響；從環(huán)境保護比較，K線方案優(yōu)于A線方案。

(4)公路用地對比分析:兩方案里程用地規(guī)模相差不大，但A線方案沿線局部耕地分布較多，占用耕地數量較大；從用地來說，K線方案優(yōu)于A線方案。

(5)工程規(guī)模對比分析：A線方案跨越牛欄江位置標高較低，橋梁規(guī)?？傮w比K線要優(yōu)，K線在良子村處跨越良子菁溝橋墩較高，處于30～100 m之間，A比較線在此段橋梁高度處于30～70 m之間，減小了橋高，降低了施工難度；K線方案橋梁規(guī)模比A線少1 490 m，隧道規(guī)模長905 m，A線相對于K線節(jié)省建設里程1.03 km，但其橋梁工程規(guī)模比K線增加1 514 m，總的橋隧里程增加609 m，橋隧比中增加8.28%，兩者土石方、圬工數量相當，K線方案造價低于A線方案。

(6)帶動區(qū)域旅游對比分析：K線方案從天湖島旅游度假區(qū)規(guī)劃區(qū)邊緣通過，避讓規(guī)劃區(qū)的同時也考慮度假區(qū)與連通本項目的便捷性，能夠有效帶動景區(qū)旅游經濟發(fā)展，具有較高的社會、經濟效益。A線方案從走廊帶上來看，距離天湖島旅游度假區(qū)規(guī)劃區(qū)較遠，社會、經濟效益差；K線方案具有較大的優(yōu)勢。

經綜合比較，雖K線方案中白沙坡大橋、良子大橋存在橋梁標高較高，橋梁跨徑偏大的問題，但橋梁標高總體控制在技術成熟的方案內，風險可控；其余各方面K線方案均優(yōu)于A線方案，最終采用K線方案。

3 跨牛欄江段落路線方案的比選

3.1 K線方案

K線跨牛欄江路段起于米咩哨村西側，起點樁號K32+724，經糯基、老荒地，在白沙坡跨越牛欄江，新建穿越象鼻嶺1#隧道穿越山體，終于K38+500，路線全長5.776 km。

3.2 B線方案

B線方案起于米咩哨村西側，起點樁號BK32+724(對應正線樁號K32+724)，在糯基第一次跨越牛欄江后，沿牛欄江東側布線，在回龍?zhí)兜诙慰缭脚诮?，在沙溝跨越深切河谷，新建象鼻嶺1#隧道穿越山體，終于BK38+988.719(對應正線K38+500)，路線全長6.264 km。

3.3 C線方案

C線起于米咩哨村西側，起點樁號CK32+724(對應正線樁號K32+724)，在白沙坡南側跨越牛欄江，新建象鼻嶺1#隧道穿越山體，終于CK38+531(對應正線K38+500)，全長5.807 km。

3.4 C線方案

表2 K線、BK線、CK線主要工程規(guī)模對比表

3.5 跨牛欄江段落方案建設規(guī)模

(1)建設條件對比分析：由于路線位置相距不大，本路段三個方案建設條件差別不大，都屬于重丘地貌，地形起伏較大，低山與溝谷相間路段多高填深挖，溝谷與溪溝部位，工程地質條件較復雜，多采用高架橋跨越，山嶺部位多為隧道通過，本路段大橋、隧道較多，地面高程變化一般1 800～2 200 m，山坡上植被發(fā)育，地形切割強烈；

(2)平縱面指標對比分析：K線線性組合均衡，連續(xù)；B線方案在跨越牛欄江位置，兩交點曲線基本呈C線曲線，線性差；C線方案從主線分離繞行K線方案西側，線性指標較差，略優(yōu)于B線；三方案縱斷面指標差別不大；綜合比較，K線較最優(yōu)，C線次之，B線最差。

(3)環(huán)境保護對比分析：此路段三個方案環(huán)境敏感點主要是跨越牛欄江和隧道長度兩方面，K線方案跨越牛欄江一次，設置了一個885 m的隧道，對環(huán)境有一定影響；B線方案在此路段兩次跨越牛欄江，設置了一個950 m的隧道，對環(huán)境破壞大；C線方案跨越牛欄江一次，設置了一個1 236 m的隧道，對環(huán)境破壞較大；綜合比較，K線較最優(yōu)，C線次之，B線最差。

(4)公路用地對比分析：三方案用地類型區(qū)別不大，都是以林地和河流為主；C線方案因設置了兩處隧道，里程和K線方案差不多，用地最少；K線方案次之；B線方案里程最長，用地最大；

(5)工程規(guī)模對比分析：此路段三個方案工程規(guī)模，主要是集中在橋梁和隧道兩個方面，本路段不可避免的是設置橋梁跨越牛欄江，克服高差而設置隧道下穿山體；三個方案因線位高程差別不大，橋梁高度相當，隧道因地形地貌有一定區(qū)別；K線方案設置了一座連續(xù)鋼構大橋跨越牛欄江、一座隧道，橋梁、隧道綜合里程為2 719 m，工程規(guī)模最小，造價最低；B線方案設置了三座連續(xù)鋼構大橋兩跨牛欄江、一次跨越河谷，一座隧道，橋梁、隧道綜合里程為3 444 m，工程規(guī)模最大，造價最高；C線方案設置了一座連續(xù)鋼構大橋跨越牛欄江、一座隧道，橋梁、隧道綜合里程為3 350 m，工程規(guī)模較大，造價較高；綜合比較，K線較最優(yōu)，C線次之，B線最差。

經綜合比較，從工程規(guī)模、環(huán)境保護及工程造價上看，K線方案最優(yōu)，C線次之，B線最差，最終采用K線方案。

4 結 語

以尋甸縣易隆至白石巖公路為依托，選取了受地形地貌、地震烈度影響較大的K29～K42段落進行實例分析，通過對兩大走廊帶方案及三大節(jié)點方案的各項指標進行量化，從影響工程建設多方面因素比選分析，較好的解決了總體指標與控制性構造物之間平衡關系，選出了最優(yōu)的路線方案；也為類似高等級公路面對類似情況時，采取大方案走廊帶到關鍵節(jié)點、由宏觀方案到微觀方案的逐漸深入的方式，從把握路線走廊帶、利用線位資源、選擇控制性構造物規(guī)模、制定工程方案等達到技術經濟效益最佳提供了經驗。